JP2022084287A - 下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置 - Google Patents

下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の下面を効率よく洗浄可能な下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置を提供する。【解決手段】下面ブラシ１００は、土台部１１０と、第１の洗浄部１２０と、第２の洗浄部１３０とを備える。洗浄部１２０は、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通って一方向に延びるよう土台部１１０の上面に設けられる。第２の洗浄部１３０は、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ土台部１１０の外縁に沿うように土台部１１０の上面に設けられる。あるいは、一対または複数対の第２の洗浄部が、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ第１の洗浄部１２０を挟んで対向するように土台部１１０の上面に設けられてもよい。【選択図】図３

Description

本発明は、基板の下面を洗浄する下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置に関する。
液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。基板を洗浄するためには、基板洗浄装置が用いられる。
例えば、特許文献１に記載された基板洗浄装置においては、スピンプレートに設けられた複数のチャックピンにより基板の外周端部が当接された状態で保持され、回転軸の周りでスピンプレートが回転される。また、略円柱形状を有する洗浄ブラシの上面が、回転される基板の裏面に接触される。この状態で、洗浄ブラシが基板の裏面の中心部と周縁部との間で移動されることにより、基板の裏面の全体が洗浄され、基板の裏面に付着する汚染物が取り除かれる。
特開２０１７－１３９４４２号公報
基板洗浄装置において、洗浄ブラシの径が小さいと、スループットが低下する。しかしながら、洗浄ブラシの径を大きくすると、洗浄ブラシと基板との接触面積が大きくなる。この場合、単位面積当たりの洗浄ブラシの荷重が小さくなるので、汚染物の除去効率が低下する。一方、洗浄ブラシの荷重を大きくした場合、基板に反りが発生するため、汚染物の除去効率が低下する。また、洗浄ブラシの荷重を大きくすると、基板がチャックピン等の保持部から外れることとなる。
本発明の目的は、基板の下面を効率よく洗浄可能な下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置を提供することである。
（１）第１の発明に係る下面ブラシは、基板の下面の洗浄に用いられる下面ブラシであって、第１の上面を有する土台部と、土台部の第１の上面から上方に突出しかつ平面視における土台部の幾何学的中心を通って一方向に延びるよう土台部の第１の上面に設けられる第１の洗浄部と、土台部の第１の上面から上方に突出しかつ土台部の外縁に沿うように土台部の第１の上面に設けられる第２の洗浄部とを備える。
この下面ブラシにおいては、洗浄可能な領域が大きく維持されつつ、基板の下面と下面ブラシとの接触面積が低減される。そのため、下面ブラシに加えられる荷重が比較的小さい場合でも、十分な荷重で基板の下面と下面ブラシとが接触する。これにより、基板の下面を効率よく洗浄することができる。
（２）第２の発明に係る下面ブラシは、基板の下面の洗浄に用いられる下面ブラシであって、第１の上面を有する土台部と、土台部の第１の上面から上方に突出しかつ平面視における土台部の幾何学的中心を通って一方向に延びるよう土台部の第１の上面に設けられる第１の洗浄部と、土台部の第１の上面から上方に突出しかつ第１の洗浄部を挟んで対向するように土台部の第１の上面に設けられた一対または複数対の第２の洗浄部とを備える。
この下面ブラシにおいては、洗浄可能な領域が大きく維持されつつ、基板の下面と下面ブラシとの接触面積が低減される。そのため、下面ブラシに加えられる荷重が比較的小さい場合でも、十分な荷重で基板の下面と下面ブラシとが接触する。これにより、基板の下面を効率よく洗浄することができる。
（３）土台部には、液体を排出可能な貫通孔が上下方向に延びるように形成されてもよい。この構成によれば、基板の下面の洗浄時に洗浄液が用いられた場合、洗浄液は下面ブラシ上に滞留することなく貫通孔を通して排出される。これにより、洗浄液を用いて基板の下面をより効率よく洗浄することができる。
（４）第１の洗浄部と第２の洗浄部との間を通して土台部の周縁から外方に液体を排出可能に構成されてもよい。この構成によれば、基板の下面の洗浄時に洗浄液が用いられた場合、洗浄液は下面ブラシ上に滞留することなく第１の洗浄部と第２の洗浄部との間を通して排出される。これにより、洗浄液を用いて基板の下面をより効率よく洗浄することができる。
（５）土台部は、平面視において円形状、長円形状または楕円形状の外形を有し、第１の洗浄部は、平面視において、土台部の外縁のうち最も離間した２点間の間で延びるように設けられてもよい。この場合、洗浄可能な領域をより容易に大きく維持することができる。
（６）平面視において、土台部の２点間の長さが基板の直径の１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さくてもよい。この場合、下面ブラシを過剰に大きくすることなく、基板の下面全体を効率よく洗浄することができる。
（７）第３の発明に係るブラシベースは、第１または第２の発明に係る下面ブラシの土台部が接続可能な第２の上面と、第２の上面の反対側の下面とを有し、下面の周縁領域には、外下方に向かって傾斜する傾斜部が形成される。このブラシベースにおいては、上記の下面ブラシによる基板の下面の洗浄時に洗浄液が用いられた場合、洗浄液はブラシベースの下面の内方に導かれることなく、傾斜部を伝って外方に排出される。これにより、基板の下面を効率よく洗浄することができる。
（８）第４の発明に係る基板洗浄装置は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部により保持された基板の下面を洗浄する第１または第２の発明に係る下面ブラシとを備える。この基板洗浄装置においては、基板保持部により保持された基板の下面が上記の下面ブラシにより洗浄される。これにより、基板の下面を効率よく洗浄することができる。
（９）基板洗浄装置は、基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域を洗浄可能な第１の水平位置と、基板の下面中央領域を洗浄可能な第２の水平位置との間で下面ブラシを移動させる移動装置をさらに備えてもよい。この場合、基板の下面全体を効率よく洗浄することができる。
（１０）基板保持部は、少なくとも下面ブラシによる基板の下面外側領域の洗浄時に基板を回転させてもよい。この場合、基板の下面外側領域がより効率よく洗浄される。これにより、基板の下面全体をより効率よく洗浄することができる。
（１１）基板洗浄装置は、土台部の幾何学的中心を通る垂直な軸周りに下面ブラシを回転可能な回転駆動装置をさらに備えてもよい。この場合、下面ブラシによる洗浄可能な領域をより容易に大きく維持することができる。
本発明によれば、基板の下面を効率よく洗浄することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る下面ブラシおよびブラシベースを含むブラシユニットの外観斜視図である。 図１の下面ブラシの外観斜視図である。 図１の下面ブラシの平面図である。 図１のブラシユニットの縦断面図である。 ブラシユニットの動作を説明するための図である。 変形例に係る下面ブラシの外観斜視図である。 参考例に係る下面ブラシの外観斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る下面ブラシの外観斜視図である。 第１の変形例に係る下面ブラシの外観斜視図である。 第２の変形例に係る下面ブラシの外観斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る基板洗浄装置の模式的平面図である。 図１１の基板洗浄装置の内部構成を示す外観斜視図である。 図１１の基板洗浄装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。 図１１の基板洗浄装置の動作の一例を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施の形態に係る下面ブラシ、ブラシベースおよび基板洗浄装置について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置もしくは有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。
［１］第１の実施の形態
（１）ブラシユニットの構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る下面ブラシおよびブラシベースを含むブラシユニットの外観斜視図である。図１に示すように、ブラシユニット３００は、ブラシベース２００上に下面ブラシ１００が取り付けられることにより構成される。下面ブラシ１００は、例えばＰＶＡ（ポリビニールアルコール）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の比較的軟質な樹脂材料により形成されてもよい。ブラシベース２００は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）またはＰＰ（ポリプロピレン）等の比較的硬質の樹脂により形成されてもよい。
図２は、図１の下面ブラシ１００の外観斜視図である。図３は、図１の下面ブラシ１００の平面図である。図２および図３に示すように、下面ブラシ１００は、土台部１１０および洗浄部１２０，１３０を含む。土台部１１０は、円板形状を有する。平面視において、土台部１１０の幾何学的中心１０１（図３）が定義される。
洗浄部１２０，洗浄部１３０は、土台部１１０の上面から上方に突出するように土台部１１０の上面に形成される。洗浄部１２０は、土台部１１０の幾何学的中心１０１を通って土台部１１０の径方向に延びるように配置される。洗浄部１３０は、土台部１１０の外縁に沿うように配置される。洗浄部１３０は、洗浄部１２０の両端と接触してもよい。土台部１１０の上面に対する洗浄部１２０，１３０の突出量は、例えば５ｍｍ～６ｍｍである。洗浄部１２０の幅と洗浄部１３０の幅とは、等しくてもよいし、異なってもよい。
土台部１１０には、複数の貫通孔１１１、複数の貫通孔１１２および複数の貫通孔１１３が形成される。各貫通孔１１１～１１３は、上下方向に延びる。貫通孔１１１は、土台部１１０と図１のブラシベース２００とを接続するために用いられ、本例では１０個設けられる。具体的には、８個の貫通孔１１１は、略等角度間隔で土台部１１０の周縁領域に配置される。２個の貫通孔１１１は、洗浄部１２０を挟んで対向するように土台部１１０の中央領域に配置される。
貫通孔１１２は、ブラシベース２００と、ブラシユニット３００を回転させるモータ等とを接続するために用いられ、本例では４個設けられる。４個の貫通孔１１２は、土台部１１０の幾何学的中心１０１を取り囲むように、略等角度間隔で土台部１１０の中央領域に配置される。貫通孔１１３は、基板洗浄時の洗浄液を排出するために用いられ、本例では１０個設けられる。１０個の貫通孔１１３は、洗浄部１３０に沿うように、土台部１１０の周縁領域に規則的に配置される。
ブラシベース２００は、下面ブラシ１００の土台部１１０と同様の外形を有する板状部材である。図４は、図１のブラシユニット３００の縦断面図である。図４に示すように、ブラシベース２００の下面の中央領域には、上方に凹む凹部２１０が形成される。また、ブラシベース２００の下面の周縁領域には、外下方に向かって傾斜する傾斜部２２０が形成される。さらに、ブラシベース２００には、複数のねじ孔２０１、複数の貫通孔２０２および複数の貫通孔２０３が形成される。
複数のねじ孔２０１は、下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１１にそれぞれ対応するようにブラシベース２００の上面に設けられる。複数の貫通孔２０２は、上下に延びかつ下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１２にそれぞれ対応するように配置される。複数の貫通孔２０３は、上下に延びかつ下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１３にそれぞれ対応するように配置される。
複数のねじ部材３１０（図１）が、上方から下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１１にそれぞれ挿通される。各ねじ部材３１０の下端部は、ブラシベース２００の対応するねじ孔２０１に螺合される。これにより、下面ブラシ１００とブラシベース２００とが接続され、ブラシユニット３００が完成する。ブラシユニット３００においては、下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１３は、ブラシベース２００の複数の貫通孔２０３にそれぞれ連通する。
ブラシユニット３００は、モータ等の回転軸４００に取り付けられる。具体的には、回転軸４００がブラシベース２００の凹部２１０に下方から嵌め込まれる。回転軸４００には、ブラシベース２００の貫通孔２０２にそれぞれ対応する複数のねじ孔４０１が形成される。複数のねじ部材３２０（図１）が、上方から下面ブラシ１００の複数の貫通孔１１２にそれぞれ挿通される。各ねじ部材３２０の下端部は、ブラシベース２００の対応する貫通孔２０２を通して、回転軸４００の対応するねじ孔４０１に螺合される。
（２）ブラシユニットの動作
ブラシユニット３００は、基板の下面の洗浄に用いられる。以下、基板の下面のうち中央部分を下面中央領域と呼ぶ。基板の下面のうち下面中央領域を取り囲む領域を下面外側領域と呼ぶ。なお、基板の下面とは、下方を向く基板の面をいう。したがって、基板の回路形成面（表面）が下方を向く場合には基板の表面が下面であり、表面とは反対側の面（裏面）が下方を向く場合には基板の裏面が下面である。
図５は、ブラシユニット３００の動作を説明するための図である。基板Ｗの下面中央領域の洗浄時には、図５の上段に示すように、ブラシユニット３００は、基板Ｗの下面中央領域の下方に移動される。次に、ブラシユニット３００の上端部が基板Ｗの下面に接触される。その後、ブラシユニット３００が土台部１１０の幾何学的中心１０１を通る垂直な軸周りに回転されることにより、基板Ｗの下面中央領域に付着する汚染物が取り除かれる。本例では、基板Ｗの下面中央領域の洗浄時には、基板Ｗが回転されないが、基板Ｗが回転されてもよい。
基板Ｗの下面外側領域の洗浄時には、図５の下段に示すように、ブラシユニット３００は、基板Ｗの下面外側領域の下方に移動される。このとき、ブラシユニット３００の一部が基板Ｗよりもわずかに外方に突出してもよい。次に、ブラシユニット３００の上端部が基板Ｗの下面に接触される。その後、基板Ｗが回転されることにより、基板Ｗの下面外側領域に付着する汚染物が取り除かれる。本例では、基板Ｗの下面外側領域の洗浄時には、ブラシユニット３００が回転されないが、ブラシユニット３００が回転されてもよい。
本例では、下面ブラシ１００の直径は、基板Ｗの直径の１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さい。この場合、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面中央領域の下方と下面外側領域の下方との間で移動されることにより、基板Ｗの下面全体が効率よく洗浄される。そのため、下面ブラシ１００を過剰に大きくする必要がない。なお、基板Ｗの直径は、例えば３００ｍｍである。図５に一点鎖線で示すように、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面中央領域の下方に移動されたときに洗浄可能な領域と、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面外側領域の下方に移動されたときに洗浄可能な領域とはわずかに重複してもよい。
基板Ｗの下面の洗浄時には、基板Ｗの下面に洗浄液が供給されてもよい。この場合、基板Ｗの下面に付着する汚染物をより効率よく取り除くことができる。基板Ｗの下面に供給された洗浄液は、図４の下面ブラシ１００に形成された複数の貫通孔１１３およびブラシベース２００に形成された複数の貫通孔２０３を通してブラシベース２００の下面に排出される。そのため、洗浄液が下面ブラシ１００上に滞留することが防止される。
ここで、図４に示すように、ブラシベース２００の下面の周縁領域には、外下方に向かって傾斜する傾斜部２２０が形成される。そのため、ブラシベース２００の下面に排出された洗浄液は、ブラシベース２００の内方に導かれることなく、傾斜部２２０を伝って外方に導かれ、ブラシベース２００から排出される。これにより、回転軸４００またはモータ等に洗浄液が付着することが防止される。
（３）変形例
本実施の形態において、平面視における下面ブラシ１００の外形は円形状であるが、実施の形態はこれに限定されない。平面視における下面ブラシ１００の外形は他の形状であってもよい。この場合、洗浄部１２０は、平面視において、土台部１１０の外縁のうち最も離間した２点間の間で延びるように設けられる。これにより、洗浄可能な領域を大きく維持することができる。以下、変形例に係る下面ブラシ１００について、図２の下面ブラシ１００と異なる点を説明する。
図６は、変形例に係る下面ブラシ１００の外観斜視図である。図６に示すように、変形例に係る下面ブラシ１００においては、土台部１１０が長円板形状を有する。洗浄部１２０は、平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通りかつ土台部１１０の長辺に平行に延びるように配置される。ブラシベース２００は、下面ブラシ１００の土台部１１０と同様に長円形状の外形を有する。この例においては、平面視における下面ブラシ１００の外形は長円形状となる。
あるいは、土台部１１０が楕円板形状を有してもよい。この場合、洗浄部１２０は、平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通りかつ土台部１１０の長径に重なって延びるように配置される。なお、平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１は、土台部１１０の長径と短径との交点である。ブラシベース２００は、下面ブラシ１００の土台部１１０と同様に楕円形状の外形を有する。この例においては、平面視における下面ブラシ１００の外形は楕円形状となる。
（４）効果
本実施の形態に係る下面ブラシ１００においては、洗浄部１２０が、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通って一方向に延びるよう土台部１１０の上面に設けられる。また、洗浄部１３０が、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ土台部１１０の外縁に沿うように土台部１１０の上面に設けられる。
この構成によれば、洗浄可能な領域が大きく維持されつつ、基板Ｗの下面と下面ブラシ１００との接触面積が低減される。そのため、下面ブラシ１００に加えられる荷重が比較的小さい場合でも、十分な荷重で基板Ｗの下面と下面ブラシ１００とが接触する。これにより、基板Ｗの下面を効率よく洗浄することができる。
（５）参考例
図７は、参考例に係る下面ブラシの外観斜視図である。図７に示すように、参考例に係る下面ブラシ１００Ａは、洗浄部１３０を含まない点および土台部１１０に貫通孔１１３が形成されない点を除いて、図６の変形例に係る下面ブラシ１００と同様の構成を有する。また、下面ブラシ１００Ａに対応するブラシベースには、貫通孔２０３が形成されなくてもよい。
参考例に係る下面ブラシ１００Ａを含むブラシユニットにより基板Ｗの下面外側領域の洗浄が行われる場合には、ブラシユニットが回転されることが好ましい。あるいは、エンコーダ等により下面ブラシ１００Ａの向きが検出されることが好ましい。そして、基板Ｗの下面外側領域の洗浄が行われる場合には、基板Ｗの下面外側領域の下方において、洗浄部１２０が基板Ｗの外縁の接線と直交する方向（法線方向）を向くように、下面ブラシ１００Ａの向きが制御されることが好ましい。
［２］第２の実施の形態
（１）ブラシユニットの構成
第２の実施の形態に係る下面ブラシ１００およびブラシベース２００について、第１の実施の形態に係る下面ブラシ１００およびブラシベース２００と異なる点を説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る下面ブラシ１００の外観斜視図である。図８に示すように、本実施の形態においては、下面ブラシ１００は、図１の洗浄部１３０に代えて、洗浄部１２０を挟んで対向するように配置された一対または複数対の洗浄部１４０を含む。
本例では、下面ブラシ１００は、三対の洗浄部１４０を含む。各洗浄部１４０は、土台部１１０の外方から土台部１１０の幾何学的中心１０１に向かって延びかつ土台部１１０の上面から上方に突出するように土台部１１０の上面に形成される。土台部１１０の上面に対する洗浄部１４０の突出量は、例えば５ｍｍ～６ｍｍである。洗浄部１２０の幅と洗浄部１４０の幅とは、等しくてもよいし、異なってもよい。また、各洗浄部１４０の内端部は、洗浄部１２０と接触してもよい。
図８の下面ブラシ１００が図１のブラシベース２００に接続されることにより、ブラシユニット３００が構成される。本実施の形態におけるブラシユニット３００の動作は、第１の実施の形態におけるブラシユニット３００の動作と同様である。
基板洗浄時に洗浄液が用いられた場合には、基板Ｗの下面に供給された洗浄液は、洗浄部１２０，１４０間を通して土台部１１０の周縁から外方に排出される。そのため、洗浄液が下面ブラシ１００上に滞留することが防止される。したがって、本実施の形態においては、下面ブラシ１００の土台部１１０に図４の貫通孔１１３が形成されなくてもよい。同様に、ブラシベース２００に図４の貫通孔２０３が形成されなくてもよい。しかしながら、実施の形態はこれに限定されず、下面ブラシ１００の土台部１１０に貫通孔１１３が形成されてもよいし、ブラシベース２００に貫通孔２０３が形成されてもよい。
また、基板Ｗの下面外側領域の洗浄が行われる場合には、ブラシユニット３００が回転されてもよい。あるいは、エンコーダ等により下面ブラシ１００の向きが検出されてもよい。そして、基板Ｗの下面外側領域の洗浄が行われる場合には、基板Ｗの下面外側領域の下方において、洗浄部１２０が基板Ｗの外縁の接線と直交する方向（法線方向）を向くように、下面ブラシ１００の向きが制御されてもよい。
（２）変形例
本実施の形態において、各洗浄部１４０は土台部１１０の外方から土台部１１０の幾何学的中心１０１に向かって延びるが、実施の形態はこれに限定されない。各洗浄部１４０は、土台部１１０の外方から土台部１１０の幾何学的中心１０１に向かって延びなくてもよい。また、第１の実施の形態における変形例と同様に、平面視における下面ブラシ１００の外形は、長円形状または楕円形状等の他の形状であってもよい。以下、変形例に係る下面ブラシ１００について、図８の下面ブラシ１００と異なる点を説明する。
図９は、第１の変形例に係る下面ブラシ１００の外観斜視図である。図９に示すように、第１の変形例に係る下面ブラシ１００においては、一部の洗浄部１４０が、土台部１１０の外方から折れ曲がりつつ土台部１１０の幾何学的中心１０１に向かって延びる。一部の洗浄部１４０は、土台部１１０の外方から湾曲しつつ土台部１１０の幾何学的中心１０１に向かって延びてもよい。
図１０は、第２の変形例に係る下面ブラシ１００の外観斜視図である。図１０に示すように、第２の変形例に係る下面ブラシ１００は、一対の洗浄部１４０を含む。また、土台部１１０は、長円板形状を有する。洗浄部１２０は、平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通りかつ土台部１１０の長辺に平行に延びるように配置される。一対の洗浄部１４０は、土台部１１０の一対の長辺にそれぞれ沿うように配置される。
（３）効果
本実施の形態に係る下面ブラシ１００においては、洗浄部１２０が、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ平面視における土台部１１０の幾何学的中心１０１を通って一方向に延びるよう土台部１１０の上面に設けられる。また、一対または複数対の洗浄部１４０が、土台部１１０の上面から上方に突出しかつ洗浄部１２０を挟んで対向するように土台部１１０の上面に設けられる。
この構成によれば、洗浄可能な領域が大きく維持されつつ、基板Ｗの下面と下面ブラシ１００との接触面積が低減される。そのため、下面ブラシ１００に加えられる荷重が比較的小さい場合でも、十分な荷重で基板Ｗの下面と下面ブラシ１００とが接触する。これにより、基板Ｗの下面を効率よく洗浄することができる。
［３］第３の実施の形態
（１）基板洗浄装置の構成
第３の実施の形態として、第１または第２の実施の形態における下面ブラシ１００を含む基板洗浄装置の詳細な構成を説明する。図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る基板洗浄装置の模式的平面図である。図１２は、図１１の基板洗浄装置１の内部構成を示す外観斜視図である。本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。図１１および図１２以降の所定の図では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が適宜矢印で示される。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。
図１１に示すように、基板洗浄装置１は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂ、下側保持装置２０、台座装置３０、受渡装置４０、下面洗浄装置５０、カップ装置６０、上面洗浄装置７０、端部洗浄装置８０および開閉装置９０を備える。これらの構成要素は、ユニット筐体２内に設けられる。図１２では、ユニット筐体２が点線で示される。
ユニット筐体２は、矩形の底面部２ａと、底面部２ａの４辺から上方に延びる４つの側壁部２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅとを有する。側壁部２ｂ，２ｃが互いに対向し、側壁部２ｄ，２ｅが互いに対向する。側壁部２ｂの中央部には、矩形の開口が形成されている。この開口は、基板Ｗの搬入搬出口２ｘであり、ユニット筐体２に対する基板Ｗの搬入時および搬出時に用いられる。図１２では、搬入搬出口２ｘが太い点線で示される。以下の説明においては、Ｙ方向のうちユニット筐体２の内部から搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２の外方に向く方向（側壁部２ｃから側壁部２ｂを向く方向）を前方と呼び、その逆の方向（側壁部２ｂから側壁部２ｃを向く方向）を後方と呼ぶ。
側壁部２ｂにおける搬入搬出口２ｘの形成部分およびその近傍の領域には、開閉装置９０が設けられている。開閉装置９０は、搬入搬出口２ｘを開閉可能に構成されたシャッタ９１と、シャッタ９１を駆動するシャッタ駆動部９２とを含む。図１２では、シャッタ９１が太い二点鎖線で示される。シャッタ駆動部９２は、基板洗浄装置１に対する基板Ｗの搬入時および搬出時に搬入搬出口２ｘを開放するようにシャッタ９１を駆動する。また、シャッタ駆動部９２は、基板洗浄装置１における基板Ｗの洗浄処理時に搬入搬出口２ｘを閉塞するようにシャッタ９１を駆動する。
底面部２ａの中央部には、台座装置３０が設けられている。台座装置３０は、リニアガイド３１、可動台座３２および台座駆動部３３を含む。リニアガイド３１は、２本のレールを含み、平面視で側壁部２ｂの近傍から側壁部２ｃの近傍までＹ方向に延びるように設けられている。可動台座３２は、リニアガイド３１の２本のレール上でＹ方向に移動可能に設けられている。台座駆動部３３は、例えばパルスモータを含み、リニアガイド３１上で可動台座３２をＹ方向に移動させる。
可動台座３２上には、下側保持装置２０および下面洗浄装置５０がＹ方向に並ぶように設けられている。下側保持装置２０は、吸着保持部２１および吸着保持駆動部２２を含む。吸着保持部２１は、いわゆるスピンチャックであり、基板Ｗの下面を吸着保持可能な円形の吸着面を有し、上下方向に延びる軸（Ｚ方向の軸）の周りで回転可能に構成される。図１１では、下側保持装置２０により吸着保持された基板Ｗの外形が二点鎖線で示される。
吸着保持駆動部２２は、モータを含む。吸着保持駆動部２２のモータは、回転軸が上方に向かって突出するように可動台座３２上に設けられている。吸着保持部２１は、吸着保持駆動部２２の回転軸の上端部に取り付けられる。また、吸着保持駆動部２２の回転軸には、吸着保持部２１において基板Ｗを吸着保持するための吸引経路が形成されている。その吸引経路は、図示しない吸気装置に接続されている。吸着保持駆動部２２は、吸着保持部２１を上記の回転軸の周りで回転させる。
可動台座３２上には、下側保持装置２０の近傍にさらに受渡装置４０が設けられている。受渡装置４０は、複数（本例では３本）の支持ピン４１、ピン連結部材４２およびピン昇降駆動部４３を含む。ピン連結部材４２は、平面視で吸着保持部２１を取り囲むように形成され、複数の支持ピン４１を連結する。複数の支持ピン４１は、ピン連結部材４２により互いに連結された状態で、ピン連結部材４２から一定長さ上方に延びる。ピン昇降駆動部４３は、可動台座３２上でピン連結部材４２を昇降させる。これにより、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１に対して相対的に昇降する。
下面洗浄装置５０は、ブラシユニット３００、２つの液ノズル５２、気体噴出部５３、昇降支持部５４、移動支持部５５、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂおよび下面ブラシ移動駆動部５５ｃを含む。移動支持部５５は、可動台座３２上の一定領域内で下側保持装置２０に対してＹ方向に移動可能に設けられている。図１２に示すように、移動支持部５５上に、昇降支持部５４が昇降可能に設けられている。昇降支持部５４は、吸着保持部２１から遠ざかる方向（本例では後方）において斜め下方に傾斜する上面５４ｕを有する。
ブラシユニット３００は、第１または第２の実施の形態に係る下面ブラシ１００と、ブラシベース２００とを含む。なお、ブラシユニット３００は、第１または第２の実施の形態に係るブラシベース２００に代えて、下面に傾斜部２２０（図４）が形成されないブラシベースを含んでもよい。図１１に示すように、ブラシユニット３００は、下面ブラシ１００が上方を向きかつ土台部１１０の幾何学的中心１０１（図３）を通って上下方向に延びる軸の周りで回転可能となるように、昇降支持部５４の上面５４ｕに取り付けられている。下面ブラシ１００の土台部１１０の面積は、吸着保持部２１の吸着面の面積よりも大きい。
２つの液ノズル５２の各々は、ブラシユニット３００の近傍に位置しかつ液体吐出口が上方を向くように、昇降支持部５４の上面５４ｕ上に取り付けられている。液ノズル５２には、下面洗浄液供給部５６（図１３）が接続されている。下面洗浄液供給部５６は、液ノズル５２に洗浄液を供給する。液ノズル５２は、ブラシユニット３００による基板Ｗの洗浄時に、下面洗浄液供給部５６から供給される洗浄液を基板Ｗの下面に供給する。本実施の形態では、液ノズル５２に供給される洗浄液として純水（脱イオン水）が用いられる。なお、液ノズル５２に供給される洗浄液としては、純水に代えて、炭酸水、オゾン水、水素水、電解イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素水との混合溶液）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を用いることもできる。
気体噴出部５３は、一方向に延びる気体噴出口を有するスリット状の気体噴射ノズルである。気体噴出部５３は、平面視でブラシユニット３００と吸着保持部２１との間に位置しかつ気体噴射口が上方を向くように、昇降支持部５４の上面５４ｕに取り付けられている。気体噴出部５３には、噴出気体供給部５７（図１３）が接続されている。噴出気体供給部５７は、気体噴出部５３に気体を供給する。本実施の形態では、気体噴出部５３に供給される気体として窒素ガスが用いられる。気体噴出部５３は、ブラシユニット３００による基板Ｗの洗浄時および後述する基板Ｗの下面の乾燥時に、噴出気体供給部５７から供給される気体を基板Ｗの下面に噴射する。この場合、ブラシユニット３００と吸着保持部２１との間に、Ｘ方向に延びる帯状の気体カーテンが形成される。気体噴出部５３に供給される気体としては、窒素ガスに代えて、アルゴンガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスを用いることもできる。
下面ブラシ回転駆動部５５ａは、回転軸４００（図４）を有するモータを含み、ブラシユニット３００による基板Ｗの洗浄時にブラシユニット３００を回転させる。これにより、ブラシユニット３００による洗浄可能な領域を大きく維持することができる。
下面ブラシ昇降駆動部５５ｂは、ステッピングモータまたはエアシリンダを含み、移動支持部５５に対して昇降支持部５４を昇降させる。下面ブラシ移動駆動部５５ｃは、モータを含み、可動台座３２上で移動支持部５５をＹ方向に移動させる。ここで、可動台座３２における下側保持装置２０の位置は固定されている。そのため、下面ブラシ移動駆動部５５ｃによる移動支持部５５のＹ方向の移動時には、移動支持部５５が下側保持装置２０に対して相対的に移動する。以下の説明では、可動台座３２上で下側保持装置２０に最も近づくときの下面洗浄装置５０の位置を接近位置と呼び、可動台座３２上で下側保持装置２０から最も離れたときの下面洗浄装置５０の位置を離間位置と呼ぶ。
底面部２ａの中央部には、さらにカップ装置６０が設けられている。カップ装置６０は、カップ６１およびカップ駆動部６２を含む。カップ６１は、平面視で下側保持装置２０および台座装置３０を取り囲むようにかつ昇降可能に設けられている。図１２においては、カップ６１が点線で示される。カップ駆動部６２は、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面におけるどの部分を洗浄するのかに応じてカップ６１を下カップ位置と上カップ位置との間で移動させる。下カップ位置はカップ６１の上端部が吸着保持部２１により吸着保持される基板Ｗよりも下方に位置する高さ位置である。また、上カップ位置はカップ６１の上端部が吸着保持部２１よりも上方に位置する高さ位置である。
カップ６１よりも上方の高さ位置には、平面視で台座装置３０を挟んで対向するように一対の上側保持装置１０Ａ，１０Ｂが設けられている。上側保持装置１０Ａは、下チャック１１Ａ、上チャック１２Ａ、下チャック駆動部１３Ａおよび上チャック駆動部１４Ａを含む。上側保持装置１０Ｂは、下チャック１１Ｂ、上チャック１２Ｂ、下チャック駆動部１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ｂを含む。
下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。下チャック１１Ａ，１１Ｂの各々は、基板Ｗの下面周縁部を基板Ｗの下方から支持可能な２本の支持片を有する。下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づくように、または下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂを移動させる。
上チャック１２Ａ，１２Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂと同様に、平面視で吸着保持部２１の中心を通ってＹ方向（前後方向）に延びる鉛直面に関して対称に配置され、共通の水平面内でＸ方向に移動可能に設けられている。上チャック１２Ａ，１２Ｂの各々は、基板Ｗの外周端部の２つの部分に当接して基板Ｗの外周端部を保持可能に構成された２本の保持片を有する。上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂは、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づくように、または上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかるように、上チャック１２Ａ，１２Ｂを移動させる。
図１１に示すように、カップ６１の一側方においては、平面視で上側保持装置１０Ｂの近傍に位置するように、上面洗浄装置７０が設けられている。上面洗浄装置７０は、回転支持軸７１、アーム７２、スプレーノズル７３および上面洗浄駆動部７４を含む。
回転支持軸７１は、底面部２ａ上で、上下方向に延びるようにかつ昇降可能かつ回転可能に上面洗浄駆動部７４により支持される。アーム７２は、図１２に示すように、上側保持装置１０Ｂよりも上方の位置で、回転支持軸７１の上端部から水平方向に延びるように設けられている。アーム７２の先端部には、スプレーノズル７３が取り付けられている。
スプレーノズル７３には、上面洗浄流体供給部７５（図１３）が接続される。上面洗浄流体供給部７５は、スプレーノズル７３に洗浄液および気体を供給する。本実施の形態では、スプレーノズル７３に供給される洗浄液として純水が用いられ、スプレーノズル７３に供給される気体として窒素ガスが用いられる。スプレーノズル７３は、基板Ｗの上面の洗浄時に、上面洗浄流体供給部７５から供給される洗浄液と気体とを混合して混合流体を生成し、生成された混合流体を下方に噴射する。
なお、スプレーノズル７３に供給される洗浄液としては、純水に代えて、炭酸水、オゾン水、水素水、電解イオン水、ＳＣ１（アンモニアと過酸化水素水との混合溶液）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を用いることもできる。また、スプレーノズル７３に供給される気体としては、窒素ガスに代えてアルゴンガスまたはヘリウムガス等の不活性ガスを用いることもできる。
上面洗浄駆動部７４は、１または複数のパルスモータおよびエアシリンダ等を含み、回転支持軸７１を昇降させるとともに、回転支持軸７１を回転させる。上記の構成によれば、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの上面上で、スプレーノズル７３を円弧状に移動させることにより、基板Ｗの上面全体を洗浄することができる。
図１１に示すように、カップ６１の他側方においては、平面視で上側保持装置１０Ａの近傍に位置するように、端部洗浄装置８０が設けられている。端部洗浄装置８０は、回転支持軸８１、アーム８２、ベベルブラシ８３およびベベルブラシ駆動部８４を含む。
回転支持軸８１は、底面部２ａ上で、上下方向に延びるようにかつ昇降可能かつ回転可能にベベルブラシ駆動部８４により支持される。アーム８２は、図１２に示すように、上側保持装置１０Ａよりも上方の位置で、回転支持軸８１の上端部から水平方向に延びるように設けられている。アーム８２の先端部には、下方に向かって突出するようにかつ上下方向の軸の周りで回転可能となるようにベベルブラシ８３が設けられている。
ベベルブラシ８３は、例えばＰＶＡスポンジまたは砥粒が分散されたＰＶＡスポンジにより形成され、上半部が逆円錐台形状を有するとともに下半部が円錐台形状を有する。このベベルブラシ８３によれば、外周面の上下方向における中央部分で基板Ｗの外周端部を洗浄することができる。
ベベルブラシ駆動部８４は、１または複数のパルスモータおよびエアシリンダ等を含み、回転支持軸８１を昇降させるとともに、回転支持軸８１を回転させる。上記の構成によれば、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの外周端部にベベルブラシ８３の外周面の中央部分を接触させることにより、基板Ｗの外周端部全体を洗浄することができる。
ここで、ベベルブラシ駆動部８４は、さらにアーム８２に内蔵されるモータを含む。そのモータは、アーム８２の先端部に設けられるベベルブラシ８３を上下方向の軸の周りで回転させる。したがって、基板Ｗの外周端部の洗浄時に、ベベルブラシ８３が回転することにより、基板Ｗの外周端部におけるベベルブラシ８３の洗浄力が向上する。
図１３は、図１１の基板洗浄装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。図１３の制御部９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）および記憶装置を含む。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として用いられる。ＲＯＭは、システムプログラムを記憶する。記憶装置は、制御プログラムを記憶する。ＣＰＵが記憶装置に記憶された基板洗浄プログラムをＲＡＭ上で実行することにより基板洗浄装置１の各部の動作が制御される。
図１３に示すように、制御部９は、主として、基板洗浄装置１に搬入される基板Ｗを受け取り、吸着保持部２１の上方の位置で保持するために、下チャック駆動部１３Ａ，１３Ｂおよび上チャック駆動部１４Ａ，１４Ｂを制御する。また、制御部９は、主として、吸着保持部２１により基板Ｗを吸着保持するとともに吸着保持された基板Ｗを回転させるために、吸着保持駆動部２２を制御する。
また、制御部９は、主として、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗに対して可動台座３２を移動させるために、台座駆動部３３を制御する。また、制御部９は、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗの高さ位置と、吸着保持部２１により保持される基板Ｗの高さ位置との間で基板Ｗを移動させるために、ピン昇降駆動部４３を制御する。
また、制御部９は、基板Ｗの下面を洗浄するために、下面ブラシ回転駆動部５５ａ、下面ブラシ昇降駆動部５５ｂ、下面ブラシ移動駆動部５５ｃ、下面洗浄液供給部５６および噴出気体供給部５７を制御する。また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの洗浄時に基板Ｗから飛散する洗浄液をカップ６１で受け止めるために、カップ駆動部６２を制御する。
また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの上面を洗浄するために、上面洗浄駆動部７４および上面洗浄流体供給部７５を制御する。また、制御部９は、吸着保持部２１により吸着保持された基板Ｗの外周端部を洗浄するために、ベベルブラシ駆動部８４を制御する。さらに、制御部９は、基板洗浄装置１における基板Ｗの搬入時および搬出時にユニット筐体２の搬入搬出口２ｘを開閉するために、シャッタ駆動部９２を制御する。
（２）基板洗浄装置の動作
図１４～図２５は、図１１の基板洗浄装置１の動作の一例を説明するための模式図である。図１４～図２５の各々においては、上段に基板洗浄装置１の平面図が示される。また、中段にＹ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示され、下段にＸ方向に沿って見た下側保持装置２０およびその周辺部の側面図が示される。中段の側面図は図１１のＡ－Ａ線側面図に対応し、下段の側面図は図１１のＢ－Ｂ線側面図に対応する。なお、基板洗浄装置１における各構成要素の形状および動作状態の理解を容易にするために、上段の平面図と中段および下段の側面図との間では、一部の構成要素の拡縮率が異なる。また、図１４～図２５では、カップ６１が二点鎖線で示されるとともに、基板Ｗの外形が太い一点鎖線で示される。
基板洗浄装置１に基板Ｗが搬入される前の初期状態においては、開閉装置９０のシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを閉塞している。また、図１１に示されるように、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、下チャック１１Ａ，１１Ｂ間の距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、上チャック１２Ａ，１２Ｂも、上チャック１２Ａ，１２Ｂ間の距離が基板Ｗの直径よりも十分に大きくなる状態で維持されている。また、台座装置３０の可動台座３２は、平面視で吸着保持部２１の中心がカップ６１の中心に位置するように配置されている。また、可動台座３２上で下面洗浄装置５０は、接近位置に配置されている。また、下面洗浄装置５０の昇降支持部５４は、ブラシユニット３００の上端部が吸着保持部２１よりも下方に位置する状態にある。また、受渡装置４０は、複数の支持ピン４１が吸着保持部２１よりも下方に位置する状態にある。さらに、カップ装置６０においては、カップ６１は下カップ位置にある。以下の説明では、平面視におけるカップ６１の中心位置を平面基準位置ｒｐと呼ぶ。また、平面視で吸着保持部２１の中心が平面基準位置ｒｐにあるときの底面部２ａ上の可動台座３２の位置を第１の水平位置と呼ぶ。
基板洗浄装置１のユニット筐体２内に基板Ｗが搬入される。具体的には、基板Ｗの搬入の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図１４に太い実線の矢印ａ１で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内の略中央の位置に基板Ｗを搬入する。このとき、ハンドＲＨにより保持される基板Ｗは、図１４に示すように、下チャック１１Ａおよび上チャック１２Ａと下チャック１１Ｂおよび上チャック１２Ｂとの間に位置する。
次に、図１５に太い実線の矢印ａ２で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片が基板Ｗの下面周縁部の下方に位置するように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。この状態で、ハンドＲＨが下降し、搬入搬出口２ｘから退出する。それにより、ハンドＲＨに保持された基板Ｗの下面周縁部の複数の部分が、下チャック１１Ａ，１１Ｂの複数の支持片により支持される。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。
次に、図１６に太い実線の矢印ａ３で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部に当接するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに近づく。上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部の複数の部分に当接することにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが上チャック１２Ａ，１２Ｂによりさらに保持される。このようにして、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂにより保持される基板Ｗの中心は、平面視で平面基準位置ｒｐに重なるかほぼ重なる。また、図１６に太い実線の矢印ａ４で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐから所定距離ずれるとともにブラシユニット３００の幾何学的中心１０１（図３）が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が第１の水平位置から前方に移動する。このとき、底面部２ａ上に位置する可動台座３２の位置を第２の水平位置と呼ぶ。
次に、図１７に太い実線の矢印ａ５で示すように、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面中央領域に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図１７に太い実線の矢印ａ６で示すように、ブラシユニット３００が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの下面中央領域に付着する汚染物質がブラシユニット３００により物理的に剥離される。
図１７の下段には、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面に接触する部分の拡大側面図が吹き出し内に示される。その吹き出し内に示されるように、ブラシユニット３００が基板Ｗに接触する状態で、液ノズル５２および気体噴出部５３は、基板Ｗの下面に近接する位置に保持される。このとき、液ノズル５２は、白抜きの矢印ａ５１で示すように、ブラシユニット３００の近傍の位置で基板Ｗの下面に向かって洗浄液を吐出する。これにより、液ノズル５２から基板Ｗの下面に供給された洗浄液がブラシユニット３００と基板Ｗとの接触部に導かれることにより、ブラシユニット３００により基板Ｗの下面から除去された汚染物質が洗浄液により洗い流される。このように、下面洗浄装置５０においては、液ノズル５２がブラシユニット３００とともに昇降支持部５４に取り付けられている。それにより、ブラシユニット３００による基板Ｗの下面の洗浄部分に効率よく洗浄液を供給することができる。したがって、洗浄液の消費量が低減されるとともに洗浄液の過剰な飛散が抑制される。
なお、基板Ｗの下面を洗浄する際のブラシユニット３００の回転速度は、液ノズル５２から基板Ｗの下面に供給される洗浄液がブラシユニット３００の側方に飛散しない程度の速度に維持される。
ここで、昇降支持部５４の上面５４ｕは、吸着保持部２１から遠ざかる方向において斜め下方に傾斜している。この場合、基板Ｗの下面から汚染物質を含む洗浄液が昇降支持部５４上に落下する場合に、上面５４ｕによって受け止められた洗浄液が吸着保持部２１から遠ざかる方向に導かれる。
また、ブラシユニット３００による基板Ｗの下面の洗浄時には、気体噴出部５３が、図１７の吹き出し内に白抜きの矢印ａ５２で示すように、ブラシユニット３００と吸着保持部２１との間の位置で基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。本実施の形態においては、気体噴出部５３は、気体噴射口がＸ方向に延びるように昇降支持部５４上に取り付けられている。この場合、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に気体が噴射される際には、ブラシユニット３００と吸着保持部２１との間でＸ方向に延びる帯状の気体カーテンが形成される。それにより、ブラシユニット３００による基板Ｗの下面の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に向かって飛散することが防止される。したがって、ブラシユニット３００による基板Ｗの下面の洗浄時に、汚染物質を含む洗浄液が吸着保持部２１に付着することが防止され、吸着保持部２１の吸着面が清浄に保たれる。
なお、図１７の例においては、気体噴出部５３は、白抜きの矢印ａ５２で示すように、気体噴出部５３からブラシユニット３００に向かって斜め上方に気体を噴射するが、本発明はこれに限定されない。気体噴出部５３は、気体噴出部５３から基板Ｗの下面に向かってＺ方向に沿うように気体を噴射してもよい。
次に、図１７の状態で、基板Ｗの下面中央領域の洗浄が完了すると、ブラシユニット３００の回転が停止され、ブラシユニット３００の上端部が基板Ｗから所定距離離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出が停止される。このとき、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射は継続される。
その後、図１８に太い実線の矢印ａ７で示すように、吸着保持部２１が平面基準位置ｒｐに位置するように、可動台座３２が後方に移動する。すなわち、可動台座３２は、第２の水平位置から第１の水平位置に移動する。このとき、気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が継続されることにより、基板Ｗの下面中央領域が気体カーテンにより順次乾燥される。
次に、図１９に太い実線の矢印ａ８で示すように、ブラシユニット３００が吸着保持部２１の吸着面（上端部）よりも下方に位置するように、昇降支持部５４が下降する。また、図１９に太い実線の矢印ａ９で示すように、上チャック１２Ａ，１２Ｂの複数の保持片が基板Ｗの外周端部から離間するように、上チャック１２Ａ，１２Ｂが互いに遠ざかる。このとき、基板Ｗは、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された状態となる。
その後、図１９に太い実線の矢印ａ１０で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が下チャック１１Ａ，１１Ｂよりもわずかに上方に位置するように、ピン連結部材４２が上昇する。それにより、下チャック１１Ａ，１１Ｂにより支持された基板Ｗが、複数の支持ピン４１により受け取られる。
次に、図２０に太い実線の矢印ａ１１で示すように、下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに遠ざかる。このとき、下チャック１１Ａ，１１Ｂは、平面視で複数の支持ピン４１により支持される基板Ｗに重ならない位置まで移動する。それにより、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂは、ともに初期状態に戻る。
次に、図２１に太い実線の矢印ａ１２で示すように、複数の支持ピン４１の上端部が吸着保持部２１よりも下方に位置するように、ピン連結部材４２が下降する。それにより、複数の支持ピン４１上に支持された基板Ｗが、吸着保持部２１により受け取られる。この状態で、吸着保持部２１は、基板Ｗの下面中央領域を吸着保持する。このようにして、下側保持装置２０により吸着保持される基板Ｗの中心は、平面視で平面基準位置ｒｐに重なるかほぼ重なる。ピン連結部材４２の下降と同時かまたはピン連結部材４２の下降完了後、図２１に太い実線の矢印ａ１３で示すように、カップ６１が下カップ位置から上カップ位置まで上昇する。
次に、図２２に太い実線の矢印ａ１４で示すように、吸着保持部２１が上下方向の軸（吸着保持駆動部２２の回転軸の軸心）の周りで回転する。それにより、吸着保持部２１に吸着保持された基板Ｗが水平姿勢で回転する。
次に、上面洗浄装置７０の回転支持軸７１が回転し、下降する。それにより、図２２に太い実線の矢印ａ１５で示すように、スプレーノズル７３が基板Ｗの上方の位置まで移動し、スプレーノズル７３と基板Ｗとの間の距離が予め定められた距離となるように下降する。この状態で、スプレーノズル７３は、基板Ｗの上面に洗浄液と気体との混合流体を噴射する。また、回転支持軸７１が回転する。それにより、図２２に太い実線の矢印ａ１６で示すように、スプレーノズル７３が回転する基板Ｗの上方の位置で移動する。基板Ｗの上面全体に混合流体が噴射されることにより、基板Ｗの上面全体が洗浄される。
また、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、端部洗浄装置８０の回転支持軸８１も回転し、下降する。それにより、図２２に太い実線の矢印ａ１７で示すように、ベベルブラシ８３が基板Ｗの外周端部の上方の位置まで移動する。また、ベベルブラシ８３の外周面の中央部分が基板Ｗの外周端部に接触するように下降する。この状態で、ベベルブラシ８３が上下方向の軸の周りで回転（自転）する。それにより、基板Ｗの外周端部に付着する汚染物質がベベルブラシ８３により物理的に剥離される。基板Ｗの外周端部から剥離された汚染物質は、スプレーノズル７３から基板Ｗに噴射される混合流体の洗浄液により洗い流される。
さらに、スプレーノズル７３による基板Ｗの上面の洗浄時には、ブラシユニット３００が基板Ｗの下面外側領域に接触するように、昇降支持部５４が上昇する。また、図２２に太い実線の矢印ａ１８で示すように、ブラシユニット３００が上下方向の軸の周りで回転（自転）してもよい。さらに、液ノズル５２は基板Ｗの下面に向かって洗浄液を吐出し、気体噴出部５３は基板Ｗの下面に向かって気体を噴射する。この状態で、さらに図２２に太い実線の矢印ａ１９で示すように、移動支持部５５が可動台座３２上で接近位置と離間位置との間を進退動作する。それにより、吸着保持部２１により吸着保持されて回転される基板Ｗの下面外側領域が全体に渡ってブラシユニット３００により洗浄される。
次に、基板Ｗの上面、外周端部および下面外側領域の洗浄が完了すると、スプレーノズル７３から基板Ｗへの混合流体の噴射が停止される。また、図２３に太い実線の矢印ａ２０で示すように、スプレーノズル７３がカップ６１の一側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。また、図２３に太い実線の矢印ａ２１で示すように、ベベルブラシ８３がカップ６１の他側方の位置（初期状態の位置）まで移動する。さらに、ブラシユニット３００の回転が停止され、ブラシユニット３００の上端部が基板Ｗから所定距離離間するように、昇降支持部５４が下降する。また、液ノズル５２から基板Ｗへの洗浄液の吐出、および気体噴出部５３から基板Ｗへの気体の噴射が停止される。この状態で、吸着保持部２１が高速で回転することにより、基板Ｗに付着する洗浄液が振り切られ、基板Ｗの全体が乾燥する。
次に、図２４に太い実線の矢印ａ２２で示すように、カップ６１が上カップ位置から下カップ位置まで下降する。また、新たな基板Ｗがユニット筐体２内に搬入されることに備えて、図２４に太い実線の矢印ａ２３で示すように、新たな基板Ｗを支持可能な位置まで下チャック１１Ａ，１１Ｂが互いに近づく。
最後に、基板洗浄装置１のユニット筐体２内から基板Ｗが搬出される。具体的には、基板Ｗの搬出の直前にシャッタ９１が搬入搬出口２ｘを開放する。その後、図２５に太い実線の矢印ａ２４で示すように、図示しない基板搬送ロボットのハンド（基板保持部）ＲＨが搬入搬出口２ｘを通してユニット筐体２内に進入する。続いて、ハンドＲＨは、吸着保持部２１上の基板Ｗを受け取り、搬入搬出口２ｘから退出する。ハンドＲＨの退出後、シャッタ９１は搬入搬出口２ｘを閉塞する。
（３）効果
本実施の形態に係る基板洗浄装置１においては、上側保持装置１０Ａ，１０Ｂまたは下側保持装置２０により保持された基板Ｗの下面が、第１または第２の実施の形態に係る下面ブラシ１００により洗浄される。ここで、基板Ｗの下面外側領域の洗浄時および下面中央領域の洗浄時には、下面ブラシ１００が第１および第２の水平位置にそれぞれ移動される。基板Ｗの下面外側領域の洗浄時には、基板Ｗが回転される。これにより、基板Ｗの下面全体を効率よく洗浄することができる。
［４］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
上記実施の形態においては、基板Ｗが基板の例であり、下面ブラシ１００が下面ブラシの例であり、土台部１１０が土台部の例であり、幾何学的中心１０１が幾何学的中心の例である。洗浄部１２０が第１の洗浄部の例であり、洗浄部１３０または洗浄部１４０が第２の洗浄部の例であり、貫通孔１１３が貫通孔の例であり、傾斜部２２０が傾斜部の例であり、ブラシベース２００がブラシベースの例である。上側保持装置１０Ａ，１０Ｂまたは下側保持装置２０が基板保持部の例であり、基板洗浄装置１が基板洗浄装置の例であり、台座駆動部３３が移動装置の例であり、下面ブラシ回転駆動部５５ａが回転駆動装置の例である。
１…基板洗浄装置，２…ユニット筐体，２ａ…底面部，２ｂ～２ｅ…側壁部，２ｘ…搬入搬出口，９…制御部，１０Ａ，１０Ｂ…上側保持装置，１１Ａ，１１Ｂ…下チャック，１２Ａ，１２Ｂ…上チャック，１３Ａ，１３Ｂ…下チャック駆動部，１４Ａ，１４Ｂ…上チャック駆動部，２０…下側保持装置，２１…吸着保持部，２２…吸着保持駆動部，３０…台座装置，３１…リニアガイド，３２…可動台座，３３…台座駆動部，４０…受渡装置，４１…支持ピン，４２…ピン連結部材，４３…ピン昇降駆動部，５０…下面洗浄装置，５２…液ノズル，５３…気体噴出部，５４…昇降支持部，５４ｕ…上面，５５…移動支持部，５５ａ…下面ブラシ回転駆動部，５５ｂ…下面ブラシ昇降駆動部，５５ｃ…下面ブラシ移動駆動部，５６…下面洗浄液供給部，５７…噴出気体供給部，６０…カップ装置，６１…カップ，６２…カップ駆動部，７０…上面洗浄装置，７１，８１…回転支持軸，７２，８２…アーム，７３…スプレーノズル，７４…上面洗浄駆動部，７５…上面洗浄流体供給部，８０…端部洗浄装置，８３…ベベルブラシ，８４…ベベルブラシ駆動部，９０…開閉装置，９１…シャッタ，９２…シャッタ駆動部，１００，１００Ａ…下面ブラシ，１０１…幾何学的中心，１１０…土台部，１１１～１１３，２０２，２０３…貫通孔，１２０，１３０，１４０…洗浄部，２００…ブラシベース，２０１，４０１…ねじ孔，２１０…凹部，２２０…傾斜部，３００…ブラシユニット，３１０，３２０…ねじ部材，４００…回転軸，ＲＨ…ハンド，ｒｐ…平面基準位置，Ｗ…基板

Claims (11)

  1. 基板の下面の洗浄に用いられる下面ブラシであって、
    第１の上面を有する土台部と、
    前記土台部の前記第１の上面から上方に突出しかつ平面視における前記土台部の幾何学的中心を通って一方向に延びるよう前記土台部の前記第１の上面に設けられる第１の洗浄部と、
    前記土台部の前記第１の上面から上方に突出しかつ前記土台部の外縁に沿うように前記土台部の前記第１の上面に設けられる第２の洗浄部とを備える、下面ブラシ。
  2. 基板の下面の洗浄に用いられる下面ブラシであって、
    第１の上面を有する土台部と、
    前記土台部の前記第１の上面から上方に突出しかつ平面視における前記土台部の幾何学的中心を通って一方向に延びるよう前記土台部の前記第１の上面に設けられる第１の洗浄部と、
    前記土台部の前記第１の上面から上方に突出しかつ前記第１の洗浄部を挟んで対向するように前記土台部の前記第１の上面に設けられた一対または複数対の第２の洗浄部とを備える、下面ブラシ。
  3. 前記土台部には、液体を排出可能な貫通孔が上下方向に延びるように形成される、請求項１または２記載の下面ブラシ。
  4. 前記第１の洗浄部と前記第２の洗浄部との間を通して前記土台部の周縁から外方に液体を排出可能に構成される、請求項２記載の下面ブラシ。
  5. 前記土台部は、平面視において円形状、長円形状または楕円形状の外形を有し、
    前記第１の洗浄部は、平面視において、前記土台部の外縁のうち最も離間した２点間の間で延びるように設けられる、請求項１～４のいずれか一項に記載の下面ブラシ。
  6. 平面視において、前記土台部の前記２点間の長さが基板の直径の１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さい、請求項５記載の下面ブラシ。
  7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の下面ブラシの前記土台部が接続可能な第２の上面と、
    前記第２の上面の反対側の下面とを有し、
    前記下面の周縁領域には、外下方に向かって傾斜する傾斜部が形成される、ブラシベース。
  8. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部により保持された基板の下面を洗浄する請求項１～６のいずれか一項に記載の下面ブラシとを備える、基板洗浄装置。
  9. 基板の下面中央領域を取り囲む下面外側領域を洗浄可能な第１の水平位置と、基板の前記下面中央領域を洗浄可能な第２の水平位置との間で前記下面ブラシを移動させる移動装置をさらに備える、請求項８記載の基板洗浄装置。
  10. 前記基板保持部は、少なくとも前記下面ブラシによる基板の前記下面外側領域の洗浄時に基板を回転させる、請求項９記載の基板洗浄装置。
  11. 前記土台部の前記幾何学的中心を通る垂直な軸周りに前記下面ブラシを回転可能な回転駆動装置をさらに備える、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
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